L'abbatiale Saint-Austremoine est une ancienne abbatiale bénédictine construite durant le premier tiers du xiie siècle[1] et plus précisément vers 1130[2], ce qui en fait la deuxième des cinq églises majeures d'Auvergne.
Elle est dédiée à  Austremoine de Clermont ou Stremonius, premier évêque de Clermont et évangélisateur de l'Auvergne à la fin du iiie siècle[1].
Après avoir ravagé Le Malzieu-Ville, le capitaine Mathieu Merle s'empare d'Issoire le 15 octobre 1575. Il essaie de brûler Saint-Austremoine, mais n'y parvenant pas, contrarié, il fait écorcher vifs trois religieux[3].
Elle fait l'objet d'un classement au titre des monuments historiques depuis 1840[4] : elle fait partie de la première liste de monuments historiques français, la liste des monuments historiques de 1840, qui comptait 1 034 monuments.
Les restaurations du xixe siècle ont rendu à l'église sa polychromie intérieure (entre 1857 et 1859)[1].
Le 3 juillet 2016, dans la matinée, un feu se déclare dans l'église[5]. L'incendie, rapidement maîtrisé, était d'origine criminelle. Les dégâts sont limités à du mobilier et un tableau[6].